一种金属矿山井下机车定位装置的制造方法
【专利摘要】一种金属矿山井下机车定位装置，属于车辆定位设备技术领域，用于对金属矿山井下机车进行定位。其技术方案是：本实用新型的读写器模块通过收发天线与轨旁信标进行通信，当读写器模块正确读到轨旁信标时，读写器模块将信息发送到控制器模块，控制器模块输送到上位机，上位机为车载控制系统提供机车的准确运行位置信息。本实用新型采用超高频RFID技术，定位准确可靠，信息传递不受干扰，适用于金属井下机车运输作业环境，可以帮助地面调度中心及车载控制系统实时掌握运行及停靠位置，有效避免井下电机车在运行过程中出现追尾、弯道道岔处撞车等事故，从而进一步提高车辆运行的准确性和安全性，为金属矿山井下有轨运输无人驾驶创造有利条件。
【专利说明】
一种金属矿山井下机车定位装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种对金属矿山井下机车进行定位的装置，属于车辆定位设备技术领域。
[0002]在金属矿山井下，对井下机车定位相较于地面定位存在诸多困难。首先，GPS定位无法使用；其次，无线WIFI基站定位由于巷道狭窄弯曲存在定位精度不高等问题;再有，由于存在机车在运行过程中车轮打滑时会空转，使用车轮轴编码器定位也有误差。目前，井下机车定位的几种方式都不能很好地实现井下有轨运输精准定位要求，为了防止井下电机车在运行过程中出现追尾、弯道道岔处撞车等事故，十分有必要对现有的井下机车定位装置加以改进。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种金属矿山井下机车定位装置，这种定位装置可以帮助地面调度中心及车载控制系统实时掌握运行及停靠位置，从而进一步提高车辆运行的准确性和安全性，为金属矿山井下有轨运输无人驾驶创造有利条件。
[0004]解决上述技术问题的技术方案是:
[0005]—种金属矿山井下机车定位装置，它由控制器模块、读写器模块、收发天线、轨旁信标、上位机组成，控制器模块、读写器模块、收发天线、上位机安装在电机车车体上，上位机与控制器模块相连接，控制器模块与读写器模块相连接，读写器模块与收发天线相连接，收发天线为板状，固定在机车上，方向与轨旁信标相对，多个轨旁信标固定排列在轨道一侧。
[0006]上述金属矿山井下机车定位装置，所述上位机是具有485接口的可编程序控制器(PLC)0
[0007]上述金属矿山井下机车定位装置，所述控制器模块包括主芯片，围绕主芯片连接有时钟电路、复位电路、电源电路和串口转485电路，控制器模块的串口转485电路与上位机进行通信连接，控制器模块的另一个串口与读写器模块进行通信连接。
[0008]上述金属矿山井下机车定位装置，所述读写器模块具有两个接口，一个接口是串口，串口与控制器模块进行连接，另一个接口是同轴电缆接口，同轴电缆接口与收发天线通过同轴电缆进行连接。
[0009]上述金属矿山井下机车定位装置，所述轨旁信标是一个无源的RFID卡，其本身具有收发天线，多个轨旁信标沿着运输巷道长度分布，等高地固定在轨道沿线巷道壁上，高度为可被收发天线检测到的位置，每个轨旁信标具有独一无二的编码。
[0010]本实用新型的有益效果是:
[0011]本实用新型的读写器模块通过收发天线收发电磁波与轨旁信标进行通信，控制器模块控制读写器模块执行查询命令、接收读写器模块返回的响应或通知信息，同时与上位机进行通信，接收并执行上位机命令。当读写器模块正确读到轨旁信标时，读写器模块将信息发送到控制器模块，控制器模块输送到上位机，上位机为车载控制系统提供机车的准确运行位置信息。
[0012]本实用新型采用超高频RFID技术，定位准确可靠，信息传递不受干扰，安装使用方便，具有良好的防水效果好，适用于金属井下机车运输作业环境，可以帮助地面调度中心及车载控制系统实时掌握运行及停靠位置，有效避免井下电机车在运行过程中出现追尾、弯道道岔处撞车等事故，从而进一步提高车辆运行的准确性和安全性，为金属矿山井下有轨运输无人驾驶创造有力条件。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构方框图；
[0014]图2是控制器模块的主芯片的电路原理图；
[0015]图3是控制器模块的复位电路、电源电路和串口转485电路的电路原理图。
[0016]图中标记如下:控制器模块1、读写器模块2、收发天线3、轨旁信标4、上位机5、复位电路6、电源电路7、串口转485电路8。
【具体实施方式】
[0017]本实用新型由控制器模块1、读写器模块2、收发天线3、轨旁信标4、上位机5组成。控制器模块1、读写器模块2、收发天线3、上位机5安装在电机车车体上，上位机5与控制器模块I相连接，控制器模块I与读写器模块2相连接，读写器模块2与收发天线3相连接，收发天线3为板状，固定在机车上，方向与轨旁信标4相对，多个轨旁信标4固定排列在轨道一侧。
[0018]图1、2显示，控制器模块I包括主芯片和复位电路、电源电路和串口转485电路。主芯片是atmegal28芯片，主芯片有附属14.7456MHz时钟电路;复位电路以MAX705ESA(UP)芯片为核心；电源电路以L7805AB芯片为核心；串口转485电路以RSM485S_CTM8251T芯片为核心。这些芯片的外围电路和连接方式均为通用的成熟技术，不再赘述。
[0019]图1、2显示，控制器模块I的串口转485电路与上位机5进行通信连接，接收并执行上位机5的命令。控制器模块I的另一个串口与读写器模块2进行通信连接，包括控制读写器模块2执行查询命令、接收读写器模块2返回的响应或通知信息。
[0020]本实用新型的读写器模块2是JRM20X0系列模块。读写器模块2具有两个接口，一个接口是串口，串口与控制器模块I进行连接，另一个接口是同轴电缆接口，同轴电缆接口与收发天线3通过同轴电缆进行连接。
[0021]本实用新型的收发天线3是与JRM20X0系列模块匹配的通信天线。收发天线3本身可以发射和接收无线电波。
[0022]本实用新型的轨旁信标4是与JRM20X0系列模块匹配的RFID卡。多个轨旁信标4沿着运输巷道长度分布，轨旁信标4数量可根据运输巷道长度决定。多个轨旁信标4等高地固定在轨道沿线巷道壁上，高度为可被收发天线3检测到的位置，每个轨旁信标4具有独一无二的编码。
[0023]本实用新型的上位机是具有485接口的可编程序控制器(PLC)，也可以使用电脑串口加RS232转RS485模块来实现。本实用新型的一个实施例使用的是西门子200系列必须带有R485接口。
[0024]本实用新型的具体工作过程:
[0025]控制器模块I一旦上电运行，通过串口 I发出轮询命令给读写器模块2，并且每间隔一定时间重发轮询命令给读写器模块2。读写器模块2接收到轮询命令后，开始以一定的时间间隔发送查询信号，当没有轨旁信标4反馈信息及反馈回来的信息CRC校验错误时，读写器模块2发送相应信息给控制器模块I。当轨旁信标4反馈回信息无误时，读写器模块2向控制器模块I发送包含轨旁信标4的ID的通知信息。控制器模块I接收读写器模块2发送的信息，并将接收到轨旁信标4的ID信息转换成新的简单的编码并存储。上位机5通过串口 O查询轨旁信标4的信息，控制器模块I将存储的编码发送给上位机5后将存储的编码进行清零。由此循环不停读取轨旁信标4信息，发送重新编码后的轨旁信标4信息给上位机5，此过程实现了电机车的定位。
【主权项】
1.一种金属矿山井下机车定位装置，其特征在于:它由控制器模块(I)、读写器模块(2)、收发天线(3)、轨旁信标(4)、上位机(5)组成，控制器模块(1)、读写器模块(2)、收发天线(3)、上位机(5)安装在电机车车体上，上位机(5 )与控制器模块(I)相连接，控制器模块(I)与读写器模块(2)相连接，读写器模块(2)与收发天线(3)相连接，收发天线(3)为板状，固定在机车上，方向与轨旁信标(4)相对，多个轨旁信标(4)固定排列在轨道一侧。2.根据权利要求1所述的金属矿山井下机车定位装置，其特征在于:所述上位机(5)是具有485接口的可编程序控制器(PLC)。3.根据权利要求2所述的金属矿山井下机车定位装置，其特征在于:所述控制器模块(I)包括主芯片，围绕主芯片连接有时钟电路、复位电路(6 )、电源电路(7 )和串口转485电路(8)，控制器模块(I)的串口转485电路(8)与上位机(5)进行通信连接，控制器模块(I)的另一个串口与读写器模块(2)进行通信连接。4.根据权利要求3所述的金属矿山井下机车定位装置，其特征在于:所述读写器模块(2 )具有两个接口，一个接口是串口，串口与控制器模块(I)进行连接，另一个接口是同轴电缆接口，同轴电缆接口与收发天线(3)通过同轴电缆进行连接。5.根据权利要求4所述的金属矿山井下机车定位装置，其特征在于:所述轨旁信标(4)是一个无源的RFID卡，其本身具有收发天线，多个轨旁信标(4)沿着运输巷道长度分布，等高地固定在轨道沿线巷道壁上，高度为可被收发天线(3)检测到的位置，每个轨旁信标(4)具有独一无二的编码。
【文档编号】G01S1/02GK205427177SQ201620222865
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】王亚东, 南世卿
【申请人】河北钢铁集团矿业有限公司